Czym jest energia słoneczna i dlaczego zyskuje na popularności?

Energia słoneczna to promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez Słońce i docierające na powierzchnię Ziemi jako światło i ciepło. Pozyskiwanie tej energii staje się coraz bardziej powszechne, głównie ze względu na jej odnawialność, niską emisję CO2 oraz spadek kosztów technologii[1][3][4].

Co to jest energia słoneczna?

Energia słoneczna pochodzi z procesów fuzji jądrowych zachodzących we wnętrzu Słońca, gdzie pod wpływem ekstremalnie wysokiego ciśnienia i temperatury jądra wodoru łączą się w hel, uwalniając ogromne ilości energii w postaci promieniowania elektromagnetycznego[1][4]. Energia ta przenika przez przestrzeń kosmiczną i dociera do całej powierzchni Ziemi[1][4].

Jako źródło energii dostępnej globalnie, promieniowanie słoneczne było wykorzystywane od wieków do ogrzewania, a także stanowi kluczowy czynnik w procesie fotosyntezy u roślin[1][4]. Dzięki postępowi technologicznemu możliwe jest dziś wykorzystywanie tej energii zarówno do produkcji energii cieplnej, jak i elektrycznej[1].

Jak energia słoneczna jest przekształcana w energię użyteczną?

Podstawowe mechanizmy przemiany energii słonecznej to konwersja fototermiczna (zamiana promieniowania na ciepło) oraz konwersja fotoelektryczna (zamiana promieniowania na energię elektryczną)[1][5]. Kolektory słoneczne wykorzystują energię do ogrzewania cieczy lub powietrza, natomiast ogniwa fotowoltaiczne zamieniają światło na prąd elektryczny dzięki właściwościom materiałów półprzewodnikowych[1][5].

Wiąże się to z efektem złącza półprzewodnikowego p-n – energia fotonów powoduje powstawanie par elektron-dziura, co generuje przepływ prądu[5]. Każdy z tych procesów odbywa się z udziałem wyspecjalizowanych komponentów, takich jak kolektory, ogniwa PV, inwertery czy magazyny energii[1][5].

Najważniejsze elementy systemów pozyskiwania energii słonecznej

Podstawowe elementy składowe współczesnych systemów solarnych to:

• Ogniwa fotowoltaiczne (moduły PV), które bezpośrednio wytwarzają prąd elektryczny w ogniwach na bazie półprzewodników[2][5].
• Kolektory słoneczne, odpowiadające za przemianę promieniowania na ciepło, wykorzystywane m.in. do podgrzewania wody[1][4].
• Systemy montażowe i wspierające, inwertery przekształcające prąd stały na zmienny oraz baterie i magazyny energii do późniejszego wykorzystania[1][5].

Efektywność tych systemów zależy m.in. od natężenia promieniowania, warunków atmosferycznych, zastosowanej technologii oraz orientacji modułów względem Słońca[1].

Dlaczego energia słoneczna zyskuje na znaczeniu?

Energia słoneczna należy do najszybciej rozwijających się i najpowszechniej stosowanych odnawialnych źródeł energii na świecie[3]. Jej główne korzyści obejmują odnawialność, brak emisji gazów cieplarnianych oraz niemal nieograniczoną dostępność bez względu na lokalizację geograficzną[1][3].

Dynamiczny wzrost popularności wynika również z polityk klimatycznych, globalnego dążenia do redukcji emisji dwutlenku węgla i dekarbonizacji gospodarki oraz zwiększającej się świadomości społecznej[3][4]. Rośnie zapotrzebowanie na czystą energię, co napędza inwestycje w technologie związane z fotowoltaiką i kolektorami solarnymi[3].

Kluczowy impuls do rozwoju rynku stanowił spadek kosztów instalacji systemów fotowoltaicznych, które na przestrzeni ostatniej dekady obniżyły się nawet o 70–80%[4]. Umożliwia to szeroki dostęp do instalacji dla gospodarstw domowych, przedsiębiorstw oraz dużych jednostek przemysłowych.

Wykorzystanie energii słonecznej w praktyce

Instalacje fotowoltaiczne produkują dziś coraz większe ilości prądu zarówno w skali pojedynczych domów, jak i dużych farm solarnych podłączonych do sieci krajowych[1][3]. Systemy te pozwalają uzyskać moce od kilku kilowatów do setek megawatów w zależności od rozmiaru i zapotrzebowania energetycznego[1][3].

Oprócz zastosowań elektrycznych, kolektory słoneczne znajdują zastosowanie w podgrzewaniu wody użytkowej i wspomaganiu systemów grzewczych, co pozwala ograniczyć koszty energii konwencjonalnej i emisję szkodliwych substancji[1][4]. W wielu krajach energia słoneczna osiąga coraz większy udział w krajowym miksie energetycznym, przyczyniając się do poprawy bezpieczeństwa energetycznego i ochrony środowiska na szeroką skalę.

Podsumowanie

Energia słoneczna jest promieniowaniem pochodzącym ze Słońca, stanowiącym odnawialne i ekologiczne źródło energii. Dzięki konwersji fototermicznej i fotoelektrycznej może być skutecznie przekształcana w energię cieplną oraz elektryczną przy użyciu nowoczesnych technologii, takich jak ogniwa fotowoltaiczne i kolektory słoneczne[1][5]. Jej rosnąca popularność jest efektem niskiego wpływu na środowisko, malejących kosztów instalacji oraz wzrostu globalnego zapotrzebowania na czystą energię[3][4].

Źródła:

• [1] https://www.ekologia.pl/slownik/energia-sloneczna/
• [2] https://stat.gov.pl/metainformacje/slownik-pojec/pojecia-stosowane-w-statystyce-publicznej/2831,pojecie.html
• [3] https://www.microsoft.com/pl-pl/sustainability/learning-center/solar-energy
• [4] https://flexipowergroup.pl/energia-sloneczna-jak-powstaje-jak-ja-pobierac/
• [5] https://pl.wikipedia.org/wiki/Energetyka_s%C5%82oneczna